第4章网络层协议课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《第4章网络层协议课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 网络 协议 课件
- 资源描述:
-
1、第第 四四 章章 网络层协议网络层协议河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 2 4.1 IP 4.1 IP 协议协议4 IPIP协议为传输协议提供了基本协议为传输协议提供了基本( (不可靠、无连接不可靠、无连接) )的发的发送服务。所有的送服务。所有的TCPTCP、UDPUDP、ICMPICMP数据都以数据都以IPIP数据报格数据报格式传输式传输IPIP负责获取信息并发送到目的主机和网络。负责获取信息并发送到目的主机和网络。4 不可靠(不可靠(unreliableunreliable):它不保证):它不保证IPIP数据报能成功地数据报能成功地到达目的地,仅提供最好的传输服务
2、。如发生某种错到达目的地,仅提供最好的传输服务。如发生某种错误时,误时,IPIP有一个简单的错误处理算法:丢弃该数据报,有一个简单的错误处理算法:丢弃该数据报,然后发送然后发送ICMPICMP消息报给信源端。任何要求的可靠性必消息报给信源端。任何要求的可靠性必须由上层来提供(如须由上层来提供(如TCPTCP)。)。4 无连接(无连接(connectionlessconnectionless):):IPIP并不维护任何关于后并不维护任何关于后续数据报的状态信息。每个数据报的处理是相互独立续数据报的状态信息。每个数据报的处理是相互独立的。的。河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols
3、 3 4.1 IP 4.1 IP 协议协议4分离的层次可以在不干扰其他服务的情况下替分离的层次可以在不干扰其他服务的情况下替换某个服务换某个服务4底层的无连接包发送服务是基础底层的无连接包发送服务是基础InternetInternet服务的三个层次服务的三个层次河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 4 4.1 IP 4.1 IP 协议协议4无连接无连接-Conectionless-Conectionless发送方发送方 组装数据包发送组装数据包发送 将地址放入数据包中已经定义好的位置将地址放入数据包中已经定义好的位置 将数据包送到网络上传输将数据包送到网络上传输网络网络 使
4、用目的地址转发数据包使用目的地址转发数据包 传输者传输者河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 5 4.1 IP 4.1 IP 协议协议4无连接网络的特点无连接网络的特点数据包含有确切的目的地址数据包含有确切的目的地址每个包独立处理每个包独立处理传输数据之前不需要任何传输数据之前不需要任何setup(setup(设置设置) )发送数据之后不需要任何发送数据之后不需要任何cleanupcleanup(清除)(清除)不可靠不可靠 数据包可能延迟、丢失、重复、乱序数据包可能延迟、丢失、重复、乱序每个包经过的路径可能不一样每个包经过的路径可能不一样Best-effortBest-ef
5、fort(高效率)(高效率)类似于发送明信片类似于发送明信片河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 6 4.1 IP 4.1 IP 协议协议4IP包(包(Internet Packets)动机动机 RouterRouter无法在异构网络之间传递数据帧无法在异构网络之间传递数据帧 必需定义独立于硬件的数据包格式必需定义独立于硬件的数据包格式抽象的抽象的只能被软件创建和识别只能被软件创建和识别包括发送方和接收方地址包括发送方和接收方地址大小取决于所传送的数据大小取决于所传送的数据称为称为IPIP数据报数据报(IP Datagram)(IP Datagram)河北科技师范学院 蔡黔
6、鹰TCP/IP Protocols 7 4.1 IP 4.1 IP 协议协议4头部头部包括目的地址包括目的地址固定字段固定字段4数据区数据区最高为最高为64k64k的可变长度的可变长度没有最小长度限制没有最小长度限制4IP数据报数据报( (IP Datagram) )河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 8 4.1 IP 4.1 IP 协议协议4IPIP数据报和数据报和IPIP包包IPIP数据报数据报“不是不是”IPIP发送的东西发送的东西作为作为IPIP包来发送包来发送IPIP包将包将IPIP数据报数据报hop by hophop by hop发送到目的系发送到目的系统统
7、很多时候一个很多时候一个IPIP数据报同时就是一个数据报同时就是一个IPIP包包IPIP数据报作为主机发送的实体数据报作为主机发送的实体IPIP包作为数据帧中传送的实体包作为数据帧中传送的实体河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 9 4.1 IP 4.1 IP 协议协议4IPIP数据报和数据报和IPIP包示意图包示意图 到到192.168.20.60河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 10 IPIP数据报格式数据报格式类型类型 总长度总长度 组号组号存活时间存活时间协议协议校验和校验和 0 15 16 31 32 47 48 63 64 71 72 7
8、9 80 95分段分段IP数据区数据区IP头部头部控制码控制码源源IP地址地址 目的目的IP地址地址0 95 96 127 128 159IP报文长,报文长,576 - 64K之间之间本分组的唯一序号本分组的唯一序号报文所允许经过的报文所允许经过的“跳跳”的的最大次数,以此避免死循环最大次数,以此避免死循环当前协议编号,如当前协议编号,如IP、TCP、UDP等等 将所有以将所有以1616位为单位的双字节位为单位的双字节相加,不考虑进位部分,其相加,不考虑进位部分,其1616位以位以内的结果即为校验和。内的结果即为校验和。版本版本 头长度头长度 服务类型服务类型0 3 4 7 8 15标志标志4
9、8 50 56 63 偏移偏移可以是可以是4 4版本或版本或6 6版本版本以以3232位的四字节为单位,范围为位的四字节为单位,范围为5 - 15。4 4种服务类型:种服务类型:延迟类:请求最低的延迟延迟类:请求最低的延迟吞吐量:希望是高的吞吐链路吞吐量:希望是高的吞吐链路可靠性:选择高可靠链路可靠性:选择高可靠链路开销:廉价的路径开销:廉价的路径再次分段后本段在原分组的相对位置再次分段后本段在原分组的相对位置允许再次分段标志允许再次分段标志河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 11 IP IP 数据报字段说明数据报字段说明4 生命期生命期TTLTTL避免数据报无限期占用网
10、络资源避免数据报无限期占用网络资源以秒为单位或者以执行时间不足一秒的发送行为为单位的量度以秒为单位或者以执行时间不足一秒的发送行为为单位的量度一般认为每经过一跳数值减一般认为每经过一跳数值减1 1缺省值为缺省值为64644 头部校验和头部校验和检查数据报头部是否损坏检查数据报头部是否损坏数据部分不需要检查数据部分不需要检查 浪费时间浪费时间 高层协议提供了检查机制高层协议提供了检查机制 一些应用协议能够处理部分破坏了的数据一些应用协议能够处理部分破坏了的数据4 头部长度头部长度说明说明IPIP头部大小头部大小, ,以以3232比特倍数表示比特倍数表示, ,最大值最大值6060字节字节? ?大部
11、分大部分IPIP数据报头部为数据报头部为2020字节字节河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 12 IP IP 数据报字段说明数据报字段说明C-Minimize Cost,最小费用最小费用R-Maximize Reliability,最高可靠性最高可靠性T-Maximize Through-put,高大吞吐量高大吞吐量D-Minimize Delay,最小延迟最小延迟优先级优先级定义定义0常规常规1优先优先2立刻立刻3急速急速4超急速超急速5火急火急6互联网控制互联网控制7网络控制网络控制数据服务类型和优先级数据服务类型和优先级TOSTOS河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/I
12、P Protocols 13 IP IP 数据报字段说明数据报字段说明常见应用协议建议的常见应用协议建议的TOSTOS值值应用协议应用协议建议建议TOSTOS值值TelnetDFTP控制信息控制信息DFTP数据信息数据信息TSMTP命令命令DSMTP数据数据TDNS UDP查询查询DDNS TCP查询查询普通普通DNS区域传送区域传送TICMP错误信息错误信息普通普通河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 14 4.1 IP 4.1 IP 协议协议-数据报的传输数据报的传输4数据报经过传统的网络被发送数据报经过传统的网络被发送从源主机到从源主机到routerrouter 组装
13、数据报组装数据报, ,包括目的地址包括目的地址 送到最近的送到最近的RouterRouter在中间在中间routersrouters中传输中传输 将数据报转发到下一个路由器将数据报转发到下一个路由器从最后的从最后的routerrouter送到目的主机送到目的主机4网络硬件不识别数据报网络硬件不识别数据报数据报格式数据报格式IPIP地址地址4需要封装需要封装- Encapsulation- Encapsulation河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 15 4.1 IP 4.1 IP 协议协议主机主机IP网络接口网络接口应用应用TCP主机主机IP网络接口网络接口应用应用TC
14、P主机主机IP网络接口网络接口应用应用TCP主机主机IP网络接口网络接口应用应用TCPIP网络接口网络接口路由器路由器IP网络接口网络接口路由器路由器IP网络接口网络接口路由器路由器网络网络网络网络网络网络网络网络TelnetTelnetTelnetTelnetTelnetTelnetTelnetTCP包包TCP包包TCP包包TCP包包TCP包包TCP包包TCP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧 帧帧帧帧帧帧帧帧 帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP
15、包包IP包包IP包包进行路由选择进行路由选择IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包TCP包包TCP包包TCP包包TCP包包TCP包包TCP包包TCP包包TelnetTelnetTelnetTelnetTelnetTelnetTelnetTelnetTCP包包帧帧IP包包帧帧IP包包TCP包包Telnet帧帧帧帧帧帧帧帧 帧帧 帧帧 帧帧 帧帧帧帧IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包
16、包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包帧帧帧帧帧帧 帧帧进行路由选择进行路由选择帧帧帧帧 帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧 帧帧 帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧 帧帧IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包IP包包帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧进行路由选择进行路由选择帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧 帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧帧河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 16 4.1 IP 4.1 IP 协议协议-数据报数据报的封装的
17、封装4整个数据报作为帧的数据整个数据报作为帧的数据4数据帧的帧类型字段指明数据区里为数据帧的帧类型字段指明数据区里为IPIP数据报数据报4数据帧的目的地址为数据帧的目的地址为“下一站下一站”的硬件地址的硬件地址IPIP数据报的封装数据报的封装河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 17 4.1 IP 4.1 IP 协议协议-数据报的地址数据报的地址4数据帧和数据报的目的地址数据帧和数据报的目的地址数据帧中的地址数据帧中的地址 硬件地址硬件地址(MAC(MAC地址地址) ) 下一站下一站next hopnext hop数据报中的地址数据报中的地址 IPIP地址地址 最终的目的地
18、址最终的目的地址4帧的头部在数据报传输中的作用帧的头部在数据报传输中的作用河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 18 4.1 IP 4.1 IP 协议协议-最大传输单元最大传输单元MTU4每一个物理网络都规定了数据帧所能传每一个物理网络都规定了数据帧所能传输的最大数据量输的最大数据量称为称为Maximum Transmission Unit (MTU) MTU随网络不同而不同随网络不同而不同4Internet存在异构的网络存在异构的网络必需能够容纳不同的必需能够容纳不同的MTU4常见的常见的MTU大小大小河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 19 MTU
19、不同带来的问题不同带来的问题河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 20 与分段有关的与分段有关的IPIP头部字段头部字段4Fragmentation Identifier-分段标识符分段标识符标识来自于同一个标识来自于同一个IPIP数据报的分段数据报的分段16 bit16 bit4Fragmentation Offset-分段偏移分段偏移标识一个分段在整个数据报中的位置标识一个分段在整个数据报中的位置其值其值8B8B为实际的偏移为实际的偏移4Fragmentation Flag-分段标志位分段标志位16-16-保留保留, ,为为0 017-DF,17-DF,禁止分段禁止分段
20、18-MF,18-MF,为为1 1时表示还有更多分段时表示还有更多分段河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 21 关于分段的说明关于分段的说明4Who? Router4When?数据报尺寸比目的网络数据报尺寸比目的网络MTU大大4How?为每一个分段拷贝原有的数据报头为每一个分段拷贝原有的数据报头单独修改每一个头部单独修改每一个头部, ,如标志位、分段偏移、如标志位、分段偏移、长度等等长度等等向每一个分段拷贝数据向每一个分段拷贝数据河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 22 4.1 IP 4.1 IP 协议协议-分段的例子分段的例子数据报分段的计算数据报
21、分段的计算河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 23 4.1 IP 4.1 IP 协议协议-分段的例子分段的例子原始数据报和分段的头部比较原始数据报和分段的头部比较河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 24 分段的进一步说明分段的进一步说明4分段仅仅出现在包的数据部分分段仅仅出现在包的数据部分4分段过程不包括包的头部分段过程不包括包的头部4每一个分段都会产生一个包含它自己的每一个分段都会产生一个包含它自己的IPIP头部的新包头部的新包4必须以必须以8 8字节的倍数分段字节的倍数分段若数据报有若数据报有576576字节数据字节数据, ,则需要两个分则需要两
22、个分段段:512:512和和64644分段偏移以分段偏移以8 8字节块为单位存储字节数字节块为单位存储字节数如值为如值为31,31,则表示则表示31318 8河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 25 4.1 IP 4.1 IP 协议协议-分段的重组分段的重组4 Who?目的主机还是最后的目的主机还是最后的Router? ?因为它允许每个分片能够独立选择路由,不需要中间路由器存因为它允许每个分片能够独立选择路由,不需要中间路由器存储和重组分片储和重组分片, ,所以所以IPIP在目的站主机进行重组。在目的站主机进行重组。4 条件条件所有分段全部到达所有分段全部到达缺点:丢失一
23、个数据片意味着丢失整个数据报;小的数据报文缺点:丢失一个数据片意味着丢失整个数据报;小的数据报文通过较大通过较大MTUMTU的物理网络时效率较低。的物理网络时效率较低。河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 26 4.1 IP 4.1 IP 协议协议-分段分段4分段丢失分段丢失到来的分段存储在内存中到来的分段存储在内存中若有的分段在规定时间内若有的分段在规定时间内(UNIX,60(UNIX,60秒秒) )没有到达没有到达, ,则则删除所有分段删除所有分段4对分段进行分段对分段进行分段若互联网若互联网MTUMTU次序如下:次序如下:1500-1000-576-15001500-
24、1000-576-1500两次分段两次分段不考虑子分段不考虑子分段, ,所有分段均在同一级所有分段均在同一级重组为原始数据报重组为原始数据报河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 27 4.1 IP 4.1 IP 协议协议- IP- IP选项选项4缺省头部提供了缺省头部提供了IPIP发送数据包需要的所有事情发送数据包需要的所有事情4IPIP选项选项提供了对一个数据包的特殊处理服务提供了对一个数据包的特殊处理服务不是必需的不是必需的0-40B0-40B4IPIP选项字段选项字段记录路由记录路由源站路由选择源站路由选择 严格的源站路由选择严格的源站路由选择 松的源站路由选择松的源
25、站路由选择时间戳时间戳 . .分段对选项的处理:分段对选项的处理:某些选项复制到所有分段(源站路由选择)某些选项复制到所有分段(源站路由选择)部分选项放到第一个分段(记录路由)部分选项放到第一个分段(记录路由)河北科技师范学院 蔡黔鹰TCP/IP Protocols 28 4.2 IP4.2 IP数据报的转发数据报的转发4 从概念上说,从概念上说,IP路由选择是简单的。路由选择是简单的。若若目的主机与源目的主机与源主机直接相连(如点对点链路)或都在一个共享网络主机直接相连(如点对点链路)或都在一个共享网络上(以太网或令牌环网),上(以太网或令牌环网),IP数据报就直接送到目的数据报就直接送到目
展开阅读全文